C 语言 SJF 调度程序

SJF (Shortest Job First，最短作业优先) 是一种调度策略，它优先将具有最短CPU执行时间的进程分配给CPU。由于这种技术是非抢占式的，一旦进程开始运行，它将一直运行到完成为止，不能被中断。SJF调度方法理想情况下可以减少一组进程的平均等待时间。

在本篇博客文章中，我们将学习如何在C编程语言中实现SJF调度算法。我们将首先讨论该算法及其工作原理，然后讨论C语言的实现细节。我们还将提供带有语法、示例和输出的示例文本，以帮助您更好地理解该概念。

算法

SJF调度算法的工作原理如下：

1. 找到具有最短CPU执行时间的进程。
2. 执行该进程直到完成。
3. 重复步骤1和步骤2，直到所有进程都执行完毕。

换句话说，该算法选择具有最小执行时间的进程，执行它，然后选择下一个具有最短执行时间的进程，依此类推。该算法是非抢占式的，因为一旦进程开始执行，它将一直执行到完成。

实施

现在，让我们看看如何在C编程语言中实现SJF调度算法。我们将创建一个简单的程序，该程序将输入作为进程数量、每个进程的到达时间和执行时间，然后使用SJF调度算法计算每个进程的平均等待时间和周转时间。

步骤1：创建一个进程结构，用于存储其到达时间、执行时间和等待时间。

步骤2：创建一个函数，用于根据它们的执行时间比较两个进程。此函数将由qsort()函数使用，以便根据执行时间对进程进行排序。

步骤3：创建一个main函数，该函数将从用户那里获取输入并执行SJF调度算法。

让我们逐步看一下上述代码。

1. 我们首先从用户那里获取要处理的进程数量、到达时间和每个进程的执行时间。
2. 我们创建一个结构数组来存储每个进程的信息。
3. 我们使用qsort()函数根据执行时间对进程进行排序。
4. 我们使用SJF调度算法计算每个进程的等待时间。
5. 我们计算所有进程的平均等待时间和平均周转时间。
6. 最后，我们将结果以表格形式打印出来。

示例

让我们考虑一个具有以下到达时间和执行时间的四个进程的示例。

代码

输出

 Enter the number of processes: 4 
 Enter arrival time and burst time of process 1: 0 8 
 Enter arrival time and burst time of process 2: 1 4 
 Enter arrival time and burst time of process 3: 2 9 
 Enter arrival time and burst time of process 4: 3 5 
 Process Arrival Time Burst Time Waiting Time Turnaround Time 
 1 0 8 0 8 
 2 1 4 8 12 
 4 3 5 12 17 
 3 2 9 17 26 
 Average Waiting Time: 9.250000 
 Average Turnaround Time: 15.750000 

SJF调度是在操作系统中使用的一项重要算法，它通过最小化进程的平均等待时间和周转时间来提高系统性能。它是一种非抢占式调度算法，这意味着一旦进程开始执行，它将在完成执行之前不会被中断。SJF调度算法选择具有最短执行时间的进程进行执行。

SJF调度算法的主要优点之一是它可以实现最小的平均等待时间和周转时间。然而，它有一个主要的缺点是不可预测，特别是在进程的执行时间未知的情况下。这是因为，SJF调度算法在决定下一个执行哪个进程之前需要了解所有进程的执行时间。

在C语言中实现SJF调度算法包括创建一个结构数组来存储每个进程的信息，包括其到达时间、执行时间和等待时间。之后，使用qsort()函数根据执行时间对进程进行排序。对进程排序后，使用SJF调度算法计算每个进程的等待时间。最后，计算并以表格形式打印所有进程的平均等待时间和平均周转时间。

在C语言中实现SJF调度算法可以通过添加错误处理来进一步改进，以处理输入验证和边缘情况。例如，如果一个进程的到达时间大于当前时间，则意味着该进程尚未到达，应该一直等到它到达。同样，如果两个或多个进程具有相同的执行时间，SJF调度算法应该选择最早到达的进程执行。

改进C语言SJF调度算法实现的另一种方法是使其成为抢占式的。在抢占式SJF调度算法中，如果一个具有较短执行时间的进程在另一个具有较长执行时间的进程正在执行时到达，它可以中断该进程。抢占式SJF调度可以带来更低的平均等待时间和周转时间，特别是在具有较短执行时间的进程频繁到达的情况下。

结论

总之，SJF调度是一种优化操作系统和计算机程序性能的强大算法。在C语言中的实现包括创建结构数组来存储进程信息，根据执行时间对进程进行排序，以及计算等待时间和周转时间。尽管非抢占式SJF调度存在局限性，但由于其能够最小化平均等待时间和周转时间，它仍然是一种广泛使用的调度算法。对SJF调度的改进可以进一步提高其有效性，例如错误处理和使其成为抢占式算法。对于任何希望编写高效且优化的程序的程序员或计算机科学家来说，理解和实现C语言的SJF调度算法是一项宝贵的技能。